《地基与基础工程》课件习题课

是
调整
结束
基础尺寸
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否 验算 是
地基变形
《地基与基础工程》
否
验算 软弱下卧层
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偏心荷载作用时的承载力验算公式
当偏心矩e ≤ l/6时
M
➢ 式（1）： pk fa
F Q
➢ 式（2）: pkmax 1.2 fa
➢
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说明：
Pmin
Pmax
✓ ① 采用通过静载荷试验等规范规定的其他方
法确定的f a ，应同时满足式(1)、(2)。
✓ ②由Vesic或Hansen等一类理论公式和规范
5.2.5条规定的公式计算的地基承载力特征值f
a，已考虑偏心影《响地基，与基只础工须程》满足式(1)。
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刚性基础的刚性角限定值
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浅基础选型
某拟建7层建筑上部结构为框架，柱的平面位置及柱荷载 如图所示。该建筑场地的地质条件可 简单表述为：表层为1.5m厚的填土层，其下为深厚的承 载力特征值fak=160kPa的土层，试根据以上条件合理选用 该建筑的基础型式。（答案）
承压含水层
② 当基坑开挖深度为1.5m时,基坑底部 至承压含水层顶部土的总覆盖压力
σ ＝Σγizi =21×0.5＋19×2＝48.5 kPa
若使基坑无隆起危险，需使σ/u> 1.1, 需降水？？m。
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2
0.6
1 2 2
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基坑支护方案的比选
1. 开挖深度≤6m （一层地下室） ❖ 1.1软土地区软弱土层、地下水位较高时 ➢ 方案1：搅拌桩（格构式）挡土墙； ➢ 方案2：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水， 设一道支撑； ➢ 方案3：环境允许，钢板桩或预制混凝土板 桩，设1-2道支撑； ➢ 方案4：狭长的排管工程采用主柱横档板或 打设钢板桩设支撑 ➢ 方案5：可应用SMW 工法
(2) 粘 土 隔 水 层 厚 2.0m ， 重 度 为 19kN／m3；
γs
砂土层 潜水
γsat
γc 粘土层
承压含水层
2
0.6
1 2
2
(3)粗砂，含承压水，水位高出地表2.0m(取γw＝9.80kN／m3)。 问：基坑开挖深达0.6m时，坑底有无隆起开裂的危险?若基础埋
深d＝1.5m，施工时除将中砂层内地下水面降到坑底外，还须 设法将粗砂层中的承压水位至少降低几米才行?
细砂 qsk=60KPa
砾石 qsk=120KPa qpk=2500KPa
2m 12 m
2m 5m
1. 根据上述资料，确定桩长，单桩竖向承载力标准值（不考虑 承台效应,承台及其上填土重度取20KN/cm3）。
2. 根据荷载条件初步确定桩数。
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解：
① 选择持力层，确定桩长。
1000
900
8007Βιβλιοθήκη 06006.676.00
5.33
4.67
3.33
2.6×2.6 2.5×2.5 2.3×2.3 2.2×2.2 1.9×1.9
本工程场地地质条件较好，柱荷载相对较小，柱间距相对较大， 结合前述方案选择的次序，可初步选为柱下独立基础。
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《地基与基础工程》
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如地基承载力改变为fak=110kPa，此时选用何种基础型式 合适？（答案）
如地基承载力改变为fak=80kPa，此时选用何种基础型式 合适？（答案）
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柱的平面位置及柱荷载分布图
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承载力特征值fak=160kPa
Es1
pc pcz
软弱下卧层
d z
G
pk-pc
l
pz
Es2
《地基与基础工程》
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对软弱下卧层承载力特征值的修正
当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,由载 荷试验、其它原位测试、经验值确定的地基承载 力特征值要进行基础宽度和深度修正。
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
三个关键点： 1、基础底面为2.5m×2m，宽度应为？ 2、深度修正时，深度应取多大？ 3、土的容重如何确定？
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作业2——刚性基础设计
某住宅外承重墙厚370mm，基础受到上部结构传来的竖向 荷载标准值为250KN/m,弯矩标准值为50KN.m/m.土层分布 如图所示，基础采用条形基础。试分别设计砖基础、素混 凝土基础。
⑤ 承台和桩身设计：承台效应桩和承台的抗冲切、抗剪验算……..
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《地基与基础工程》
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地基处理方法
1）置换法——垫层置换+土质桩置换；
2）加密法
❖ （1）浅层压（振）密法
➢ 机械压（振）密；重锤夯实；
❖ （2）深层压（振）密法
➢ 强夯；砂石桩法；预压固结法；爆破压密法；高压 灌浆压密
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4. 软弱下卧层承载力验算
软弱下卧层：
❖ 承载力显著低于持力层的高压缩土层.
验算公式：
Pz+Pcz≤faz ❖ Pz —相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧
层顶面处的附加压力值；
❖ Pcz—软弱下卧层顶面处土的自重压力值； ❖ faz —软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基
选砾石层作为桩端持力层，桩端进入砾石层2m，则桩长l为14m。
② 确定单桩极限承载力标准值Quk。 该桩为大直径灌注桩，根据经验参数公式
Quk=Qsk+Qpk = u∑ψsiqsikli+ψpqpkAP（查表得ψsi、ψp等于1） =3.14×0.8(10×25＋2×60＋120×2)＋3.14×0.42×2500
饱和软弱土层；对于 渗透性很低的泥炭 土，则应慎重
振冲挤密，灰土挤 密桩，砂桩，石灰 桩，爆破挤密
采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体 孔隙减少，强度提高；也可在振动挤密的过程中， 松砂、粉土、杂填土 回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复 及湿陷性黄土 合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量
=2788.3KN
③ 先不考虑群桩效应，确定单桩极限承载力设计值R，估算桩数n
R= Qsk/γs+Qpk/γp(查表γs=γp=1.67) = 1669.6KN 估算桩数 n≥(F+G)/R=(6000+20×4×4×2）/1669.6=3.98根，
初步确定桩数为4根。
④ 桩基础验算：沉降计算、群桩效应、桩身强度设计……
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解：
① 开挖深度为0.6m时，基坑底部至承 压含水层顶部土的总覆盖压力σ
σ ＝Σγizi =20×0.4+21×1＋19×2＝67 kPa
承压含水层顶部的静水压力u
γs
砂土层 潜水
γsat
u =γwh =9.8×6＝58.8 KPa
γc 粘土层
由此σ/u=1.13> 1.1，基坑无隆起开裂 危险。
作业1——浅基础下卧层验算
一柱下独立基础尺寸为2.5×2.0m2, Fk=835kN,Qk=14kN， Mk=57.7kN.m, 粉质粘土层为持力层，其下为淤泥质土层， 经查表法确定其承载力特征值为84KPa，根据图中的各项资 料验算下卧层的承载力是否满足要求。(注：r’为浮重度， Gk=20KN/m3)
振冲置换，深层搅 拌，高压喷射注浆， 石灰桩等
采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土 地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺入 水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与周边土组成 复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量
粘性土、冲填土、粉 砂、细砂等
土工膜、土工织物、 一种用于土工的化学纤维新型材料，可用于排 软土地基、填土及陡
3）胶结法
❖ （1）灌浆法——水泥粘土灌浆，化学灌浆
❖ （2）冷热处理法——冻结法或烧结法
4）加筋法：
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❖ （1）土工合成材料加筋法 ❖ （2）土钉与锚杆加《筋地法基与法基础工程》
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软弱土地基处理方法分类表
编 号
分类
1 碾压及夯实
2 换土垫层
3 排水固结
4 振密挤密
5 置换及拌入
承载力特征值fak=110kPa
如仍选用柱下独立基础，则设计的基础底面积如下表：（图）
柱荷载(kN)
1000
基础底面积计算值（m2) 11.11
底面尺寸(m×m)
3.4×3.4
900 10.00 3.2×3.2
800 8.89 3.0×3.0
700 7.78 2.8×2.8
600 5.56 2.4×2.4
6 土工聚合物
7
其它
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处理方法
原理及作用
适用范围
重锤夯实法，机械 利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基 碎石、砂土、粉土、
碾压法，振动压实 土压实，强夯则利用强大的夯击能，在地基中产 低饱和度的粘性土、
法，强夯法（动力 生强烈的冲击波和动应力，使土体动力固结密实 杂填土等。对饱和粘
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基坑支护方案的比选
1. 开挖深度≤6m （一层地下室） ❖ 1.2 地质条件较好、地下水位较低时 ➢ 方案1：场地允许可放坡开挖； ➢ 方案2：以挖孔灌注桩或钻孔灌注桩做成悬 臂式挡墙，需要时亦可设一道拉锚或锚杆； ➢ 方案3：土层适于打桩，同时环境又允许打 桩时，可打设钢板桩